2018-07-13

设计模式建造者模式

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有时，一个对象会由不同的部件组成，一些情况下，在某些部件没有恰当的值之前，对象不能作为一个完整的产品使用，甚至有时候，一个对象的组成部件必须按照某个顺序赋值才有意义。建造者模式利用导演者对象以及具体建造者对象，将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

1. 结构

抽象建造者角色(Builder)：给出各个部件的创建接口，以规范Product各个组成部件的建造，通常独立于应用的业务逻辑。
具体建造者角色(ConcreteBuilder)：实现各个部件的具体构造和装配，与应用程序紧密相关。
导演者角色(Director)：负责安排具体建造者创建。
产品角色(Product)：建造的对象。

导演者将客户端创建产品的请求划分为对各个部件的建造请求，并将这些请求委派给具体建造者，客户端直接访问导演者而对建造过程不感知。它将产品本身与产品的创建过程分开，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。因为每一个具体建造者都相对独立，因此可以很方便地替换或增加具体建造者。这样在有些情况下，如果将具体建造者再抽象出一层接口，就可以很灵活的改变建造过程了。

2. 应用

2.1. java StringBuilder

StringBuilder中的append方法就使用了建造者模式，不过装配方法只有一个，append返回自身，比较简单。

Appendable为抽象建造者，定义了建造方法

java.lang.Appendable

public interface Appendable {
    Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;
    Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;
    Appendable append(char c) throws IOException;
}

StringBuilder既充当导演者，也充当产品角色，还充当具体建造者，具体建造在AbstractStringBuilder中实现

java.lang.AbstractStringBuilder

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    char[] value;
    int count;

    public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null)
            return appendNull();
        int len = str.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        str.getChars(0, len, value, count);
        count += len;
        return this;
    }

    private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0) {
            value = Arrays.copyOf(value,
                    newCapacity(minimumCapacity));
        }
    }
    
    // ...
}

另外，StringBuilder还有一个兄弟实现类StringBuffer，它们的区别只在于是否使用了同步

java.lang.StringBuilder

@Override
public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

java.lang.StringBuffer

@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

2.2. mybatis SqlSessionFactoryBuilder

org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder

public class SqlSessionFactoryBuilder {

    public SqlSessionFactory build(Reader reader, String environment, Properties properties) {
        try {
            XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(reader, environment, properties);
            return build(parser.parse());
        } catch (Exception e) {
            throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
        } finally {
            ErrorContext.instance().reset();
            try {
                reader.close();
            } catch (IOException e) {
                // Intentionally ignore. Prefer previous error.
            }
        }
    }

    public SqlSessionFactory build(Configuration config) {
        return new DefaultSqlSessionFactory(config);
    }

    //...
}

从命名可以看出SqlSessionFactoryBuilder想要构建一个SqlSessionFactory，不过首先它需要先构建一个Configuration，而Configuration由XMLConfigBuilder负责构建

org.apache.ibatis.builder.xml.XMLConfigBuilder

public class XMLConfigBuilder extends BaseBuilder {

    public Configuration parse() {
        if (parsed) {
            throw new BuilderException("Each XMLConfigBuilder can only be used once.");
        }
        parsed = true;
        parseConfiguration(parser.evalNode("/configuration"));
        return configuration;
    }

    private void parseConfiguration(XNode root) {
        try {
            //issue #117 read properties first
            propertiesElement(root.evalNode("properties"));
            Properties settings = settingsAsProperties(root.evalNode("settings"));
            loadCustomVfs(settings);
            typeAliasesElement(root.evalNode("typeAliases"));
            pluginElement(root.evalNode("plugins"));
            objectFactoryElement(root.evalNode("objectFactory"));
            objectWrapperFactoryElement(root.evalNode("objectWrapperFactory"));
            reflectorFactoryElement(root.evalNode("reflectorFactory"));
            settingsElement(settings);
            // read it after objectFactory and objectWrapperFactory issue #631
            environmentsElement(root.evalNode("environments"));
            databaseIdProviderElement(root.evalNode("databaseIdProvider"));
            typeHandlerElement(root.evalNode("typeHandlers"));
            mapperElement(root.evalNode("mappers"));
        } catch (Exception e) {
            throw new BuilderException("Error parsing SQL Mapper Configuration. Cause: " + e, e);
        }
    }

    //...
}

parse方法最终返回一个Configuration，构建Configuration对象的建造过程都在parseConfiguration方法中，这也就是 Mybatis解析XML配置文件的主要过程了。

参考：

《java与模式》

Echo

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设计模式建造者模式

1. 结构

2. 应用

2.1. java StringBuilder

2.2. mybatis SqlSessionFactoryBuilder